建筑工程剪力墙结构设计方法分析

建筑工程剪力墙结构设计方法分析

尹翔

合肥工业大学设计院(集团)有限公司 安徽合肥 230000

摘要：随着建筑行业的迅速发展，为全面优化住宅建筑结构设计水平，要结合建筑结构质量管理规范，发挥剪力墙结构设计的优势，更好地提高整体应用效果，维持结构的稳定性和安全性，为住宅建筑工程项目顺利落实提供保障。要结合建筑受力结构要求选取适配的形式，有效发挥结构设计方案优势的同时，更好地提高建筑物的使用安全性和稳定性，配合规范计算分析环节提高建筑行业整体水平。

关键词：建筑工程；剪力墙；结构设计；方法分析

引言

剪力墙是建筑工程设计中常用的结构形式之一，是指通过墙体在平面内的刚性连接，形成一个在地震与风荷载作用下可以相互协同工作的整体结构。剪力墙的应用可以在一定程度上提高建筑物的抗震性和承载力，保证建筑物的安全性和稳定性。但在具体的建筑工程设计中，如何设计和构造出具有适应性和高效性的剪力墙结构，依旧是一个重要的问题。通过分析已有文献研究，总结不同类型建筑物中剪力墙的设计方法，为今后的建筑工程设计提供一定的参考和借鉴。

1剪力墙的构成

剪力墙是一种常见的结构体系，其主要构成部分包括墙体、楼板和基础。其中，墙体是该结构体系最主要的构成部分。墙体采用混凝土或砖石构造，作为承担水平荷载的主体力量构造，其在结构体系中承担着重要的作用，承担着地震和风荷载的作用，具有很强的抗震能力。楼板则是作为剪力墙承载面的另一部分，通过水平约束墙体，形成整体结构。楼板与剪力墙之间通过水平钢筋连接，可以增加结构的整体性和可靠性。因此，楼板对于剪力墙的承载非常重要。基础则是承担剪力墙及其荷载的重量的一部分，同时在承受地震或风荷载作用时，为墙体提供足够的稳定性保障。基础要保证足够的稳定性和承载能力，以确保整个剪力墙结构的安全稳定。剪力墙的主要构成部分是墙体、楼板和基础。墙体作为主要的承载结构，楼板作为剪力墙的承载面，基础则为整个结构提供稳定性保障。这些构成部分的协同作用，共同组成了一个完整的剪力墙结构体系，具有很强的抗震和抗风能力。

2剪力墙结构设计原则

2.1位置选择原则

（１）选择合适的位置。剪力墙应尽量选取建筑物的中心位置或周边位置，以便于承担地震力。通常，选择中心位置有利于刚度中心与质量中心重合，并使剪力墙分布均匀，提高抗震性能。（２）选择合适的数量。剪力墙的数量需要根据建筑物的大小、形状、高度、荷载等参数进行选择。在高层建筑中，一般需要设置多片剪力墙来承担地震力，以确保建筑物的安全性和抗震性。（３）选择合适的尺寸和形状。剪力墙的尺寸和形状应根据建筑物的实际情况和设计要求进行选择。在选择剪力墙的尺寸和形状时，应考虑剪力墙的强度、刚度、变形等因素。剪力墙的高度应尽量不超过建筑物的高度，剪力墙的厚度应考虑到荷载和抗震性能的要求。

2.2数量设置原则

（１）根据建筑物的重要性、高度和地震烈度等因素确定剪力墙的数量。在高层建筑中，剪力墙的数量通常需要根据建筑物的高度、重要性和地震烈度等因素进行合理的设置，以保证建筑物的稳定性和抗震性能。建筑物的高度越高，剪力墙的数量就需要越多。（２）根据结构的布置方式和荷载情况确定剪力墙的位置。剪力墙的位置需要根据建筑物的结构布置和荷载情况进行合理的设置。剪力墙应该放置在建筑物的主要荷载方向上，并且需要保证剪力墙之间的距离适当，以避免相互影响。

3框架剪力墙的施工优势

框架剪力墙能形成灵活自由地使用空间，框架和剪力墙都能保证房屋建筑的刚度和稳定性。通过在框架结构中加入一定数量的剪力墙，能在框架和剪力墙的相互作用之下，让整体的结构更加稳定。框架剪力墙中，剪力墙有平面和立体之分，这两种剪力墙都能达到防止结构剪切破坏的情况，因为框架剪力墙的布置比较灵活，且能保证有较强的水平荷载能力，能取长补短，构建既具有较大承载力又能灵活布置建筑的结构体系，框架、剪力墙各司其职，保障整体的建筑施工稳定性。框架剪力墙结构在用地紧张的当下非常实用，尤其是高层框架剪力墙结构被广泛应用于新建筑施工中，在高层建筑、群体建筑设计过程中，通过框架剪力墙设计地下室，结合筏板基础全现浇混凝土结构，能根据不同的施工要求，选择合适的施工方案。现有比较流行的框架剪力墙结构是通过现场制作木模板作为混凝土构件的成型模具，因此可以直接使用商品混凝土，在混凝土现浇之后，采用塔吊和施工电梯垂直运输，该技术也具有较强的施工效能。

4剪力墙的优化设计

4.1空间布置的优化设计

剪力墙是建筑物中重要的抗震构件之一，其主要作用是吸收和抵抗地震力，减小地震对建筑物的破坏程度。而剪力墙的空间布置则是决定其整体稳定性和抗震性能重要的因素之一。合理布置剪力墙可以最大限度地发挥其抗震作用。一般来说，剪力墙的布置要在建筑物平面上呈网格状，且跨度不超过3个房间，并且尽量分布在建筑物的各个角落。此外，还要注意在建筑物的弱部位，如门窗、墙洞等处设置剪力墙，以增强其整体稳定性。增加剪力墙数量也可以有效提高建筑物的整体受力性能。剪力墙的空间布置是影响建筑物抗震性能的重要因素。在实际设计和施工中都需要认真考虑，通过合理布置剪力墙和增加数量，可以提高建筑物整体的受力性能，减轻地震对其造成的破坏程度。

4.2延性设计

在剪力墙施工作业体系内，常见的剪力墙结构会出现连梁高度较高且刚度较大的情况，连梁的中柱位置配置普通抗剪箍筋以及受弯纵向钢筋结构，使得整体体系的延性并不能满足设计预期。针对这种连梁结构，要借助斜向交叉配筋的处理机制，更好地提升连续抗剪效果和延性水平。需要注意的是，相应的调节设计处理环节要综合考量项目成本投资等情况，更好地完善具体的设计环节。为此，要对剪力墙墙肢长度大小进行控制，并将长墙结构切割为开洞连肢墙，从而维持相应设计处理模块的控制效果。在洞顶的位置设置弱连梁结构，保证建筑体系窗台底部和顶部墙体充填效果符合设计要求，更好地发挥砌体填充的优势，提高综合作业的安全性和稳定性。也正是借助规范化的弱化处理，能最大程度上提高整体剪力墙结构的抗剪水平，维持良好的延性效果，也能延长使用寿命。

4.3转换空间结构设计

在建筑工程设计中，剪力墙结构的转换空间结构设计是非常重要的。这是因为在某些情况下，建筑的结构需要在某个点上进行转换，而剪力墙的设计可以提供足够的强度和刚度来满足这种转换的要求。在转换空间结构设计中，除了考虑相应楼层的刚度比例，还需要考虑墙的高度、墙肢长度、厚度、钢筋配筋等因素，以确保剪力墙在转换处的强度和稳定性。转换空间结构的设计还需要考虑剪力墙的排布和布置，以保证整个建筑结构的稳定性和安全性。剪力墙的转换空间结构设计需要综合考虑建筑的功能、使用要求、地形地质条件等多种因素，以确定最合适的设计方案，从而实现结构的可靠性和经济性。

结语

总而言之，在建筑工程发展至今的背景下，框架剪力墙结构的适用范围越来越广，因为框架剪力墙结构建筑施工比较自由，更适合于有特殊使用需求的高层建筑物中，该结构灵活、轻便，施工技术成熟，非常适合在此类建筑中推广应用。在今后的剪力墙设计过程中，应不断总结经验，优化设计，提高建筑物的抗震性和承载能力，确保建筑物的安全和稳定。

参考文献

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[2]杨阳阳,陆胜.基于剪力墙设计的钢筋混凝土组合框架抗震性能优化研究[J].土木工程学报,2020,53(08):113-121.

[3]孙章勇,石超,吕浩,等.高层混凝土剪力墙结构抗震性能研究[J].工程科学学报,2018,40(02):199-207.